Question

1．如圖所示的滑輪組，將質(zhì)量為1.6kg的重物勻速提升0.1m，所用拉力F=10N，不計(jì)繩子質(zhì)量和所有摩擦，取g=10N/kg．求：
（1）滑輪組提升物體時(shí)做的總功；
（2）動(dòng)滑輪的重力；
（3）若此滑輪組將另一個(gè)質(zhì)重為2.0kg的重物提升0.1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功；
（2）已知物體的質(zhì)量，根據(jù)W=mg求出物體重，不計(jì)繩重和摩擦，使用滑輪組時(shí)，承擔(dān)物重的繩子有幾段，提起物體所用的拉力就是物重和動(dòng)滑輪重的幾分之一；由圖知，承擔(dān)物重的繩子有2段，利用上述規(guī)律得到動(dòng)滑輪的重力；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；

解答 解：（1）物體升高0.1m，細(xì)繩移動(dòng)的距離s=0.2m，
拉力F所做的功：
W_總=Fs=10N×0.2m=2J；
（2）物體重G₁=m₁g=1.6kg×10N=16N，
F=$\frac{1}{n}$（G₁+G_動(dòng)），
則10N=$\frac{1}{2}$（16N+G_動(dòng)）
動(dòng)滑輪的重力為G_動(dòng)=4N．
（3）物體重G₂=m₂g=2kg×10N=20N，
提升20N重物所需要的拉力F=$\frac{1}{2}$（G₂+G_動(dòng)）=$\frac{1}{2}$（20N+4N）12N；
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{mg}{2F}$×100%=$\frac{2.0kg×10N/kg}{2×12N}$×100≈83%；
答：（1）滑輪組提升物體時(shí)做的總功是2J；
（2）動(dòng)滑輪的重力是4N；
（3）若此滑輪組將另一個(gè)質(zhì)重為2.0kg的重物提升0.1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是83%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查使用滑輪組功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，重點(diǎn)知道根據(jù)動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)求物體升高的距離，難點(diǎn)是機(jī)械效率變形公式的推導(dǎo)及應(yīng)用．